Java学习笔记——JVM（1）类加载机制

1 类的加载时机

JVM规范规定了5个情况必须立即初始化该类（将class文件加载到JVM中）：

（1）new了一个这个类的实例or访问这个类或接口的静态成员

（2）反射

（3）子类被初始化时，父类也会被初始化

（4）被标注为启动类的类在JVM启动时就会被加载，以及直接用java.exe运行的类

（5）使用JDK1.7的动态语言支持时

可见，JVM对类的加载是动态的，这是为了节约内存资源。

 

2 类的加载过程

2.1 类加载器的选择

Java有三种默认的类加载器：

Bootstrap ClassLoader：由C++实现（因此不是java.lang.ClassLoader的子类），负责加载JAVA_HOME/lib目录下的类加载

ExtClassLoader：负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录下或由系统变量 java.ext.dir指定位置中的类

AppClassLoader：负责加载classpath中指定的jar包及class

以及自定义的类加载器UserClassLoader（重写findClass方法）

加载器的选择——双亲委派模型：

（1）当一个类加载器收到一个类的加载请求时，先将请求逐级委派给上级加载器，直至Bootstrap ClassLoader；

（2）若Bootstrap ClassLoader加载失败（如该类不在基础包中）时，会将请求逐级向下级传递；

（3）若最底级的ClassLoader也加载失败，抛出异常ClassNotFoundException

为什么要使用双亲委派模型：

可以防止内存中出现多份同样的字节码，避免类的重复加载（所有类都交给能够处理的最高级加载器加载）；另外，可以防止一些Java核心API被篡改。

2.2 加载过程

（1）加载Loading：查找该类，将类编译为字节码加载到JVM中，同时在Java堆中创建一个对应的java.lang.Class类的对象。

（2）连接：连接又分为三步：

验证Verification：文件格式、元数据、字节码、符号引用验证等

准备Preparation：为类静态变量分配内存、初始化

解析Resolution：把类中的符号引用转换为直接引用

（3）初始化：为类的静态变量赋予初始值

后续的使用过程还包括：使用、卸载

3. JIT

一般情况下，java源码被编译成字节码，字节码在JVM里面逐行解析运行。但是这样相比起C/C++直接编译为机器码，中间多了一层，运行速度会有所下降，这时候JIT——just in time机制就出来运行了，将频繁使用的字节码直接编译为机器码，具体实现方式如下（Hotspot）：

频繁使用的字节码被称为热点代码（hot code），Hotspot采用计数器的方式记录一段代码是否为热点代码，当计数器超过阈值，就会触发JIT编译。